JPS6247130A - 反応性イオンエツチング装置 - Google Patents
反応性イオンエツチング装置Info
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- JPS6247130A JPS6247130A JP18666185A JP18666185A JPS6247130A JP S6247130 A JPS6247130 A JP S6247130A JP 18666185 A JP18666185 A JP 18666185A JP 18666185 A JP18666185 A JP 18666185A JP S6247130 A JPS6247130 A JP S6247130A
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- Japan
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- radical
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- film
- etching
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（発明の属する技術分野）
本発明は例えばシリコンウェハなどの表面に被着したア
ルミニウム（八β）およびその合金膜をエツチングする
場合のりアクティブ（反応性）イオンエツチング装置の
改良に関するものである。
ルミニウム（八β）およびその合金膜をエツチングする
場合のりアクティブ（反応性）イオンエツチング装置の
改良に関するものである。
半導体デバイスの製造プロセスにおいて、ＬＳＩの高集
積化と共に微細パターン形成のためのプラズマエツチン
グ技術は不可欠である。プラズマエツチングのうちプラ
ズマ内に発生したイオンの加速エネルギを利用したイオ
ンアシストエツチング、スパッタエツチングを主なエツ
チング機能とするりアクティブイオンエツチング装置は
、Ａ［およびその合金、ＳｉＯ□、 ＰＳＧ（リンケイ
酸ガラス）。
積化と共に微細パターン形成のためのプラズマエツチン
グ技術は不可欠である。プラズマエツチングのうちプラ
ズマ内に発生したイオンの加速エネルギを利用したイオ
ンアシストエツチング、スパッタエツチングを主なエツ
チング機能とするりアクティブイオンエツチング装置は
、Ａ［およびその合金、ＳｉＯ□、 ＰＳＧ（リンケイ
酸ガラス）。
ポリシリコン、高融点金属およびそのシリサイド（ケイ
素化物）などの薄膜のエツチングに広く利用されている
。
素化物）などの薄膜のエツチングに広く利用されている
。
（従来の技術）
第１図および第２図は従来のりアクティブイオンエツチ
ング装置の概要図である。従来の八１合金、たとえばＡ
７！−３ｉ（数％）、Ａｆｆ−３ｉ（数％）−Ｃｕ（数
％）、 八１−Ｃｕ（数％）等のりアクティブイオンエ
ツチングにおいて、それらのウェハ内におけるエツチン
グ速度の均一性を向上させるには、第１図に示すように
電極板２」−中央にザグリ（座くり）を設げてそこにウ
ェハ４をのせて置くとか、第２図に示すように電極板２
上のウェハの周辺に石英リング９を設置するなどの方法
が用いられでいる。
ング装置の概要図である。従来の八１合金、たとえばＡ
７！−３ｉ（数％）、Ａｆｆ−３ｉ（数％）−Ｃｕ（数
％）、 八１−Ｃｕ（数％）等のりアクティブイオンエ
ツチングにおいて、それらのウェハ内におけるエツチン
グ速度の均一性を向上させるには、第１図に示すように
電極板２」−中央にザグリ（座くり）を設げてそこにウ
ェハ４をのせて置くとか、第２図に示すように電極板２
上のウェハの周辺に石英リング９を設置するなどの方法
が用いられでいる。
第１図および第２図において１は装置の真空容器、２と
３は電極板、４はウェハ、５はマツチングボックス（整
合回路）、６は高周波電源、７は反応ガス入口、８は排
気、９は石英リングである。
３は電極板、４はウェハ、５はマツチングボックス（整
合回路）、６は高周波電源、７は反応ガス入口、８は排
気、９は石英リングである。
さて」二記の方法の意図するところは、座くりおよびリ
ングのエツジへの放電が強くなり、ウェハのエツジへの
放電が少なくなるので、ウェハ周辺におけるエツチング
速度が速くなることが抑制されるということにある。し
かしこのような手法では第３図に一例を示したウェハ内
のエツチング速度分布図のように、ウェハ内の周辺５１
１程度の所ではエツチング速度が極めて遅くなり、また
周辺から１０〜１５ｍｎ程のところのエツチング速度は
必ずしも遅くならず図示のような分布になる。
ングのエツジへの放電が強くなり、ウェハのエツジへの
放電が少なくなるので、ウェハ周辺におけるエツチング
速度が速くなることが抑制されるということにある。し
かしこのような手法では第３図に一例を示したウェハ内
のエツチング速度分布図のように、ウェハ内の周辺５１
１程度の所ではエツチング速度が極めて遅くなり、また
周辺から１０〜１５ｍｎ程のところのエツチング速度は
必ずしも遅くならず図示のような分布になる。
（発明の具体的な目的）
本発明はＡ７！合金のエツチング速度のウェハ内の均一
性の向上を図る手段を提供することを目的としている。
性の向上を図る手段を提供することを目的としている。
第４図はりアクティブイオンエツチング装置において、
電極上にウェハを置いただけの場合のＡＡ金合金エツチ
ング速度分布図であるが、このような不均一を生じる原
因は放電状態の不均一にあると考えられていた。Ａ１の
エツチングはプラズマ中に生じた塩素が基板のＡ１表面
に吸着し、塩素とｉの反応によってＡｌＣ７！３をη−
成し、ＡｌＣｌ２の基板表面からの離脱という形で促進
される。もちろんプラズマ中で生成される塩素はラジカ
ルであり、また基板表面に吸着した後イオンの衝突によ
りラジカルとなり反応するものもある。
電極上にウェハを置いただけの場合のＡＡ金合金エツチ
ング速度分布図であるが、このような不均一を生じる原
因は放電状態の不均一にあると考えられていた。Ａ１の
エツチングはプラズマ中に生じた塩素が基板のＡ１表面
に吸着し、塩素とｉの反応によってＡｌＣ７！３をη−
成し、ＡｌＣｌ２の基板表面からの離脱という形で促進
される。もちろんプラズマ中で生成される塩素はラジカ
ルであり、また基板表面に吸着した後イオンの衝突によ
りラジカルとなり反応するものもある。
本発明ではウェハ内のエツチング速度の不均一性は、こ
れら反応性に冨んだ塩素ラジカルのウェハ表面およびそ
の近傍での濃度の不均一によって生じると考え、塩素ラ
ジカルおよび塩素の濃度を均一にしようというものであ
る。
れら反応性に冨んだ塩素ラジカルのウェハ表面およびそ
の近傍での濃度の不均一によって生じると考え、塩素ラ
ジカルおよび塩素の濃度を均一にしようというものであ
る。
（発明の構成）
本発明を実施したりアクティブイオンエツチング装置の
構造例を説明する。第５図はバッチ式の例で、ウェハ４
の周辺にリング状にエッチャント（Ｃ！ラジカル）の吸
着し易い物質で形成された物質（たとえばＳｉＣリング
）１０を置く、リング１０の表面とウェハ４の表面はほ
ぼ同じ線上にあるように電極２上にウェハをのせるデス
ク１１とウェハ搬送用テーブル１２を用いている。
構造例を説明する。第５図はバッチ式の例で、ウェハ４
の周辺にリング状にエッチャント（Ｃ！ラジカル）の吸
着し易い物質で形成された物質（たとえばＳｉＣリング
）１０を置く、リング１０の表面とウェハ４の表面はほ
ぼ同じ線上にあるように電極２上にウェハをのせるデス
ク１１とウェハ搬送用テーブル１２を用いている。
第６図はウェハを一枚ずつ処理する方式の例である。こ
のような装置の場合には生産高を上げるため大きい電力
を用いてエツチング速度を高める必要があるが、大きい
電力を用いるとウェハの温度の上昇も高くホトレジスト
を損傷することが多い。そこでそのような事故をさける
ためウェハの冷却効率を上げることが必要である。その
具体的な方法として図示のように冷却水１３の通水によ
って冷却された電極１４とウェハ４の間にｌｌｅなどの
不活性ガス１５を充満（数Ｔｏｒｒ〜数１０Ｔｏｒｒの
圧力にて）させ熱伝導を良好にし、ウェハの熱を冷却さ
れた電極に放出させる方法がとられている。この場合ウ
ェハが不活性ガスによって押上げられることを防ぐため
、ウェハをウェハリング１０によってばね力を介して押
さえ付けるように構成されている。
のような装置の場合には生産高を上げるため大きい電力
を用いてエツチング速度を高める必要があるが、大きい
電力を用いるとウェハの温度の上昇も高くホトレジスト
を損傷することが多い。そこでそのような事故をさける
ためウェハの冷却効率を上げることが必要である。その
具体的な方法として図示のように冷却水１３の通水によ
って冷却された電極１４とウェハ４の間にｌｌｅなどの
不活性ガス１５を充満（数Ｔｏｒｒ〜数１０Ｔｏｒｒの
圧力にて）させ熱伝導を良好にし、ウェハの熱を冷却さ
れた電極に放出させる方法がとられている。この場合ウ
ェハが不活性ガスによって押上げられることを防ぐため
、ウェハをウェハリング１０によってばね力を介して押
さえ付けるように構成されている。
このような構造ではウェハリング１０に前記エッチャン
トを吸着し易い物質にてコーティングしてもよいが、第
６図はその物質そのものでウェハリングを作成した例で
ある。ウェハリング１０は第５図のようにウェハ４の周
辺に接していてもよく、第６図のように径方向にＩ Ｉ
Ｉｍ程の幅でウェハを押さえる形としてもよい。
トを吸着し易い物質にてコーティングしてもよいが、第
６図はその物質そのものでウェハリングを作成した例で
ある。ウェハリング１０は第５図のようにウェハ４の周
辺に接していてもよく、第６図のように径方向にＩ Ｉ
Ｉｍ程の幅でウェハを押さえる形としてもよい。
次にこれらの装置の作用を説明する。ｌ及びＡ６合金膜
を平行平板形のりアクティブエツチング法によってエツ
チングする場合、ウェハ載置電極２や１４にはマツチン
グボックス（整合回路）５を介して高周波電源を接続し
、対向電極３およびチャンバ１は接地しておく。またウ
ェハ４の周辺はＳｉｃ製リング１０で押さえておく、エ
ツチングガスとしてＣ１を含む反応ガス（たとえばＲＣ
ｆ、。
を平行平板形のりアクティブエツチング法によってエツ
チングする場合、ウェハ載置電極２や１４にはマツチン
グボックス（整合回路）５を介して高周波電源を接続し
、対向電極３およびチャンバ１は接地しておく。またウ
ェハ４の周辺はＳｉｃ製リング１０で押さえておく、エ
ツチングガスとしてＣ１を含む反応ガス（たとえばＲＣ
ｆ、。
ＳｉＣｌ ４１ Ｃ１，Ｚ等）をチャンバ１内に流入し
つつ排気し、圧力を１ＯＰａ〜５０Ｐａ程度に保った後
両電極間に高周波電界を印加しグロー放電を開始させる
。
つつ排気し、圧力を１ＯＰａ〜５０Ｐａ程度に保った後
両電極間に高周波電界を印加しグロー放電を開始させる
。
グロー放電状態のガス中にばＣ１のラジカル及びＣ１化
合物のイオンが生成される。Ａβの場合は表面近傍で生
成されたＣＩ！ラジカルが八ｌと反応してＡｌ２Ｃ１，
ｌとなり表面から離脱することによりエツチングが進行
する。
合物のイオンが生成される。Ａβの場合は表面近傍で生
成されたＣＩ！ラジカルが八ｌと反応してＡｌ２Ｃ１，
ｌとなり表面から離脱することによりエツチングが進行
する。
本発明によるウェハリング１０はウェハ表面近傍のＣβ
ラジカル濃度を一定にすることを目的としている。いま
石英等の物質がウェハ４の周辺にある場合には（Ｊラジ
カルは石英には吸着し難く、吸着し易い＾ρに引寄せら
れるためウェハ周辺（周縁近傍）でのＣＩ！ラジカルの
濃度が高くなり、ウェハ周辺でのエツチング速度が増大
しウェハ内にエツチング速度の大きな不均一が生じてし
まう。
ラジカル濃度を一定にすることを目的としている。いま
石英等の物質がウェハ４の周辺にある場合には（Ｊラジ
カルは石英には吸着し難く、吸着し易い＾ρに引寄せら
れるためウェハ周辺（周縁近傍）でのＣＩ！ラジカルの
濃度が高くなり、ウェハ周辺でのエツチング速度が増大
しウェハ内にエツチング速度の大きな不均一が生じてし
まう。
しかしウェハリング１０を吸着性の強いＳｉＣ製リング
としてウェハの周辺を囲んだ場合には、リングに吸着し
ている間にＣβラジカルはｃＮ２となり離脱する。また
ごく一部はＳｉＣｌ 、 ＣＣｅとなり離脱する。この
ためウェハ表面近傍のＣβラジカルの濃度は均一となリ
ウェハ内のエツチング速度も極めて均一になる。このリ
ングの幅は１０〜２（ｈｍとし、その上面はウェハの上
面以上の高さで３１Ｉ以内であればよい。また材質はシ
リコンデバイスのＡｎ配線形成時に有害な不純物となら
ない物質で形成することは当然であり、ＳｉＣの他にＷ
Ｃ（タングステンカーバイド）、 ＴｉＣでも同等の
結果が得られている。またこれらの材料をコーティング
した形で使用しても同等の効果が得られる。
としてウェハの周辺を囲んだ場合には、リングに吸着し
ている間にＣβラジカルはｃＮ２となり離脱する。また
ごく一部はＳｉＣｌ 、 ＣＣｅとなり離脱する。この
ためウェハ表面近傍のＣβラジカルの濃度は均一となリ
ウェハ内のエツチング速度も極めて均一になる。このリ
ングの幅は１０〜２（ｈｍとし、その上面はウェハの上
面以上の高さで３１Ｉ以内であればよい。また材質はシ
リコンデバイスのＡｎ配線形成時に有害な不純物となら
ない物質で形成することは当然であり、ＳｉＣの他にＷ
Ｃ（タングステンカーバイド）、 ＴｉＣでも同等の
結果が得られている。またこれらの材料をコーティング
した形で使用しても同等の効果が得られる。
（発明の効果）
本発明によりＡＪおよびＡ１合金のりアクティブイオン
エツチングにおいて、ウェハ内のエツチング速度の均一
性は従来±１０％程度であったものが、直径６インチの
ウェハでも十分±５％以内とすることができた。本発明
方法はＭＯＳデバイスに用いられるゲート材料および配
線材料としてのタングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）等
の高融点金属およびそのシリサイドのエツチングにおい
て、フッ素（Ｆ）を含む反応ガスによってエツチングす
る場合にも適用できる。
エツチングにおいて、ウェハ内のエツチング速度の均一
性は従来±１０％程度であったものが、直径６インチの
ウェハでも十分±５％以内とすることができた。本発明
方法はＭＯＳデバイスに用いられるゲート材料および配
線材料としてのタングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）等
の高融点金属およびそのシリサイドのエツチングにおい
て、フッ素（Ｆ）を含む反応ガスによってエツチングす
る場合にも適用できる。
第１図および第２図は従来の装置の構成概要図、第３図
は第１図や第２図の装置におけるウェハ内のエツチング
速度分布図、第４図は電極上にウェハのみ置いた場合の
ウェハ内のエツチング速度分布図、第５図は本発明を実
施したバッチ代りアクティブイオンエツチング装置の構
造側図、第６図は同じく本発明による一枚式リアクティ
ブイオンエツチング装置の構造側図である。 １・・・チャンバ（処理室）、 ２・・・電極、３・・
・接地電極、 ４川ウエハ、 ５・・・マツチングボッ
クス、 ６・・・高周波電源、 ７・・・反応ガス、
８・・・排気、 ９・・・石英リング、１０・・・５ｉ
ＣＩＪング、 １１・・・デスク、 １２・・・テーブ
ル、 １３・・・冷却水、 １４・・・冷却付電極、１
５・・・Ｈｅガス。
は第１図や第２図の装置におけるウェハ内のエツチング
速度分布図、第４図は電極上にウェハのみ置いた場合の
ウェハ内のエツチング速度分布図、第５図は本発明を実
施したバッチ代りアクティブイオンエツチング装置の構
造側図、第６図は同じく本発明による一枚式リアクティ
ブイオンエツチング装置の構造側図である。 １・・・チャンバ（処理室）、 ２・・・電極、３・・
・接地電極、 ４川ウエハ、 ５・・・マツチングボッ
クス、 ６・・・高周波電源、 ７・・・反応ガス、
８・・・排気、 ９・・・石英リング、１０・・・５ｉ
ＣＩＪング、 １１・・・デスク、 １２・・・テーブ
ル、 １３・・・冷却水、 １４・・・冷却付電極、１
５・・・Ｈｅガス。
Claims (2)
- （１）電極板上に載置され被エッチング膜を表面に形成
したシリコンウエハの周辺に、エッチングによって生ず
る塩素ラジカルを吸着し易い材料にて製作された幅約１
０ｍｍ以上の環状のウエハリングを、前記シリコンウエ
ハの上面と同等以上３ｍｍ以内の高さとしかつシリコン
ウエハの周縁に接して配置したことを特徴とする反応性
イオンエッチング装置。 - （２）ウエハリングはシリコンウエハの周縁を径方向数
ｍｍの深さにて押さえつけるようにしたことを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の反応性イオンエッチング
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18666185A JPS6247130A (ja) | 1985-08-27 | 1985-08-27 | 反応性イオンエツチング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18666185A JPS6247130A (ja) | 1985-08-27 | 1985-08-27 | 反応性イオンエツチング装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6247130A true JPS6247130A (ja) | 1987-02-28 |
Family
ID=16192459
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18666185A Pending JPS6247130A (ja) | 1985-08-27 | 1985-08-27 | 反応性イオンエツチング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6247130A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62260330A (ja) * | 1986-05-07 | 1987-11-12 | Mitsubishi Chem Ind Ltd | グロ−放電装置 |
| US4968374A (en) * | 1988-06-09 | 1990-11-06 | Anelva Corporation | Plasma etching apparatus with dielectrically isolated electrodes |
| US5411624A (en) * | 1991-07-23 | 1995-05-02 | Tokyo Electron Limited | Magnetron plasma processing apparatus |
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| WO1997027622A1 (fr) * | 1996-01-26 | 1997-07-31 | Matsushita Electronics Corporation | Appareil de fabrication de semiconducteurs |
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| US11548827B2 (en) | 2019-04-04 | 2023-01-10 | Nippon Tungsten Co., Ltd. | Member for plasma processing apparatus and plasma processing apparatus with the same |
Citations (4)
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-
1985
- 1985-08-27 JP JP18666185A patent/JPS6247130A/ja active Pending
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